2um TDFA 掺铥光纤放大器对1.6um的光进行放大实验
一、2um tdfa放大器介绍
1、方案中各元件详情请点击对应图片：
1、激光控制盒
2、1.6um dfb泵浦激光器
3、l波段edfa放大器
4、1.95um dfb种子激光器
5、nufern 2um 波段传输单模光纤
6、日本精工法兰
7、横河中红外光谱仪
8、2um 光纤耦合器：
9、1.55um/2um的波分复用器
10、bristol波长计
我们筱晓采用1.95um的激光器作为种子源，用1.6um的激光器作为泵浦放大，泵浦功率要大一些，我们使用了l波段的edfa放大器对1.6um的光进行放大。再把种子激光跟泵浦光通过波分复用器耦合在一起，输入到一段2米长2um的掺铥光纤中，经过光纤吸收后，传输到2um的耦合器中，一分为二，把测量的谱在中红外横河aq6377光谱仪上观察波形。之后再利用bristol 波长计观察做出来的tdfa放大器自发辐射的光谱。
二、市场背景及应用
市场上的2um的激光器功率一般较低，在10mw以内，在搭建光路实验中可能需要高功率输出。比如测量co2气体,在实际应用中，激光在空气中会被吸收掉部分，所以我们需要大功率输出，也测量结果的准确性，这时候就需要我们使用放大器对光路进行一个放大作用，用一个低成本，便捷的方式完成实验。我们可以把1mw的种子激光泵浦到164mw输出，甚至能做到更大，可以满足大部分实验工作需求。
三、2um tdfa放大器技术原理
tdfa搭建原理图
三价铥离子tm+3有着丰富的能结构，能够吸收多种不同波长的泵浦光使离子进行跃迁，从而激发出不同波长的受激辐射光。其中，3h4-3f4的受激跃迁所辐射的激光波长范围为1450-1500nm左右，正好可覆盖s波段（1450-1520nm），其中心波长由基质和掺杂浓度等决定。因此就可以利用泵浦光将处于基态3h6的铥离子tm+3抽运到激发态3h4实现粒子数反转，再经s波段信号光诱发后使处于激发态3h4的tm+3受激跃迁到3f4同时辐射出于信号光一样的激光，实现s波段信号光的放大。
1. 2um tdfa的光谱图
tdfa的输出功率164mw时的光谱图
2. 2um tdfa的功率曲线
我们可以看出，输出的功率随着泵浦功率的增加而增加，并在泵浦功率达到阈值后呈现线性变化，可以方便我们对输出功率进行估值。
3. 2um tdfa的功率稳定性
我们实测功率波动4mw,功率稳定性在2%左右。
4. 2um tdfa放大器自发辐射光谱
可以看出放大器自发辐射的谱宽有200nm，而且有大量吸收峰，尤其是水分子吸收。
解决方案pdf文档点击链接://uploads/dang/2um_tdfa_solutions.pdf
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三、2um tdfa放大器技术原理
tdfa搭建原理图
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1. 2um tdfa的光谱图
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2. 2um tdfa的功率曲线
我们可以看出，输出的功率随着泵浦功率的增加而增加，并在泵浦功率达到阈值后呈现线性变化，可以方便我们对输出功率进行估值。
3. 2um tdfa的功率稳定性
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4. 2um tdfa放大器自发辐射光谱
可以看出放大器自发辐射的谱宽有200nm，而且有大量吸收峰，尤其是水分子吸收。
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